PERBAIKAN TANAH DASAR JALAN RAYA DENGAN PENAMBAHAN
KAPUR
Cut Nuri Badariah, Nasrul, Yudha Hanova
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Medan, Jl.Gedung Arca No.52 Medan, Telp. 061-7363771, Fax. 061-7347954, Medan
20217, Email: sipil_itm@ymail.com
ABSTRAK
Tanah lempung Besitang adalah salah satu jenis tanah yang menimbulkan banyak kerusakan karena sensitivitas yang tinggi terhadap perubahan kadar air, sehingga menyebabkan penurunan kuat geser. Untuk itu perlu dilakukan perbaikan tanah dengan penambahan kapur untuk meningkatkan sifat fisis dan mekanis.
Penelitian yang dilakukan untuk memperbaiki sifat fisis dan mekanis di uji di laboratorium yang terdiri dari uji identifikasi dan uji karakteristik tanah. Uji batasan Atterberg, analisa saringan, dan berat jenis dilakukan untuk mengetahui peningkatan sifat fisis, dan uji pemadatan dengan standart proctor dan kuat geser dengan Direct Shear Test untuk mengetahui perubahan sifat mekanis.Pengujian ini dilakukan pada variasi campuran tanah lempung yang dicampur dengan kadar kapur 2 %, 4 %, 6 %, 8%, 10 %.
Dari penelitian yang dilakukan diperoleh hasil bahwa tanah lempung Besitang dengan campuran kapur dapat menurunkan plastisity indeks sebesar 39.15 %, dan menaikkan berat isi kering sebesar 0.114gr / cc pada penambahan kapur dari 0 % ke 10 %, dan menaikkan persentase lolos saringan sebesar 4.7 % pada penambahan kapur 10 %, dan menaikkan berat jenis sebesar 12 % pada penambahan kapur 10 %. Pada pengujian kuat geser langsung nilai kohesi meningkat dari 0.16 kg /cm 2 menjadi 0.59 kg / cm 2, dan peningkatan juga terjadi pada nilai sudut geser sebesar 4 .20 0 pada penambahan kapur dari 4 % ke 6 %.
Kata kunci : Tanah lempung, kapur, kuat geser
1. PENDAHULUAN
Perilaku tanah lempung, terutama kuat uji geser perlu diselidiki. Karena sebagian besar tanah yang ada di Indonesia termasuk dalam kategori tanah lempung. Salah satunya tanah yang berada di daerah Besitang, Sumatera Utara. Ada beberapa sifat – sifat tanah lempung yang perlu diperhatikan dalam suatu proyek bangunan, yaitu permeabilitas, pemampatan dan kuat tekan, sedangkan sifat fisis, yaitu batas konsistensi, kadar air, perbandingan ruang kosong ( void ratio ), kerapatan relatif, ukuran butiran.
Permasalahan yang biasanya timbul dari tanah lempung ini yaitu tingkat sensitifitasnya yang terlalu tinggi terhadap perubahan kadar air, sehingga perlu dilakukan stabilisasi, diantaranya dengan menggunakan kapur sebagai bahan stabilisasi.
Diharapkan setelah melakukan stabilisasi, sensitifitas tanah lempung terhadap kadar air akan semakin rendah. Sehingga tanah lempung dapat digunakan sebagai penopang pondasi bahan konstruksi.
Tanah lempung mengembang merupakan masalah global dalam bidang sipil. Banyak daerah di Indonesia yang memiliki jenis tanah lempung mengembang. Di Indonesia Pulau Sumatera khususnya di Besitang Sumatera Utara. Di daerah tersebut tanah lempungnya masih tergolong tanah lempung yang kurang baik apabila digunakan sebagai penopang pondasi bangunan konstruksi apapun terutama konstruksi jalan raya.
Tanah lempung mengembang merupakan tanah yang memiliki tingkat sensitifitas tinggi dan mempunyai sifat kembang susut yang dapat menimbulkan kerusakan pada bangunan yang berdiri diatasnya, tanah ini juga memiliki potensi mengembang dan menyusut sangat tinggi akibat perubahan kadar air didalam tanah. Tanah lempung mengembang mempunyai daya dukung yang cukup baik, bila dalam keadaan tidak jenuh air dan buruk bila dalam keadaan jenuh air.
2. METODE PENELITIAN
Bahan uji yang diteliti yaitu tanah lempung yang diambil dari daerah Besitang Sumatera Utara. Pengambilan contoh tanah dilakukan dengan cara menggali langsung tanah dengan kedalaman 1 meter – 1.50 meter. Sampel tanah tersebut ada 2 yaitu sampel tanah terganggu ( Disturbed Samples ) yang dimasukkan ke dalam kantong plastik dan tanah yang tidak terganggu ( Undisturbed Samples ) yang dimasukkan ke dalam pipa paralon.
Kapur yang digunakan dalam percobaan ini adalah jenis kapur padam yang banyak didapatkan di toko – toko bahan bangunan.
Penelitian ini adalah penelitian eksperimental yang dilaksanakan di Laboratorium Mekanika Tanah Institut Teknologi Medan. Pada benda uji dilakukan terlebih dahulu pengeringan sampai tercapai kondisi kering udara. Persiapan sampel untuk propertis, tanah dihancurkan dan selanjutnya dilakukan penyaringan dengan saringan No. 40. Kemudian dilakukan uji Atterberg, analisa ukuran butiran, pemadatan, berat jenis dan uji kuat geser ( Direct Shear Test )
2.1. Pelaksanaan Penelitian
Pelaksanaan penelitian ini dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan jurusan Teknik Sipil Institut teknologi Medan ( ITM ). Adapun pelaksanaan penelitian meliputi :
- Tahapan persiapan
- Tahapan penelitian pendahuluan - Pengujian utama
2.2. Tahapan Pelaksanaan Pengujian
Manfaat hasil pengujian di laboratorium, sangat tergantung pada tahapan persiapan contoh tanah yang akan digunakan, yaitu meliputi :
- Pengambilan tanah dari daerah Besitang, Sumatera Utara - Prosedur pengambilan tanah dari lapangan
- Penyediaan kapur sebagai bahan stabilisasi - Serta pembuatan benda uji di laboratorium
2.3. Tahapan Penelitian Pendahuluan
- Analisa saringan ( Sieve Analysis ) - Berat jenis ( Spesific Gravity ) - Batas konsistensi ( Atterberg Limit ) - Pemadatan ( compaction )
Pengujian pendahuluan ini bertujuan untuk mencari sifat – sifat fisis tanah.
2.4. Pelaksanaan Pengujian Kuat Geser Langsung
Pelaksanaan pengujian kuat geser langsung dilakukan di laboratorium Mekanika Tanah Institut Teknologi Medan. Lamanya pelaksanaan penelitian ini disesuaikan dengan waktu yang diperlukan untuk dapat memperoleh keseluruhan data -data hasil pengujian. Untuk pelaksanaan pengambilan contoh dilakukan dengan dua tahapan, yaitu :
- Pengujian dengan tanah yang tidak terganggu ( Undisturbed Samples )
- Pengujian dengan tanah yang terganggu ( Disturbed Samples ), yang telah dicampur dengan kapur padam dengan masing – masing persentase panambahan kapur adalah 0 %, 2 %, 4 %, 6 %, 8 %, 10 %.
Maksud dari penelitian ini adalah untuk mengetahui seberapa besar manfaat kapur yang digunakan sebagai bahan stabilisasi pada tanah lempung terhadap nilai kuat geser.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Pengaruh Penambahan Kapur Terhadap Berat Jenis
Nilai berat jenis pada kondisi asli adalah 2,71 dan setelah penambahan kapur 2 % berat jenis menjadi 2,72 , 4 % adalah 2,74 , 6 % adalah 2,76 , 8 % adalah.2,79 , 10 % adalah 2,83. Peningkatan nilai dari asli ke penambahan kapur 2 % adalah 1 % , 2 % ke 4 % adalah 2 % , 4 % ke 6 % adalah 2 % , 6 % ke 8 % adalah 3 % , dan 8 % ke 10 % adalah 4 %.
Penambahan kapur terhadap tanah menunjukkan kecenderungan adanya peningkatan nilai berat jenis seiring dengan bertambahnya persentase kapur yang digunakan ( Gambar 1 ). Hal ini disebabkan, karena bercampurnya antara dua bahan dengan berat jenis yang berbeda.
Selain itu, campuran kapur dengan tanah mengakibatkan mengecilnya rongga – rongga pori yang telah ada dan merekatkan partikel – partikel tanah, sehingga sebagian tanah akan dikelilingi bahan kapur yang lebih keras dan lebih sulit ditembus air. Rongga pori yang terisolasi oleh lapisan kapur akan terukur sebagai volume butir sehingga memperbesar volume butir.
Tabel 1 Hasil Uji Penambahan Kapur Terhadap Berat Jenis
No Kapur % Berat Jenis
3.2. Pengaruh Penambahan Kapur Terhadap Batas Konsistensi
Hasil uji batas konsistensi menunjukkan bahwa penambahan kapur mampu meningkatkan plastisitas tanah. Dari uji yang dilakukan menunjukkan bahwa penambahan kapur dapat menurunkan plastisitas indeks tanah. Hal ini disebabkan terjadinya penurunan nilai batas cair, meningkatkan nilai batas plastis dan nilai batas susut. Penurunan indeks plastisitas dapat menyebabkan penurunan nilai potensial pengembangan. Nilai batas konsistensi dapat dilihat pada gambar 2 sampai gambar 5 dibawah ini.
Tabel 2 Hasil Uji Atterberg Terhadap Penambahan Kapur
No Kapur % Batas Cair
Gambar 2 grafik hubungan Antara Persen Kapur Dengan Nilai Liquit limit
10
20
Gambar 4. Grafik Hubungan Antara Persen Kapur Dengan Nilai Plastis Indeks
20
Gambar 5. Grafik Hubungan Antara Persen Kapur Dengan Nilai Shrinkage Limit
3.3. Pengaruh Penambahan Kapur Terhadap Gradasi Butiran.
Hasil uji gradasi uji tanah untuk tanah asli menunjukkan bahwa jumlah butiran halus lolos saringan nomor 200 adalah 38,34 % dan setelah penambahan persentase kapur 10 % menjadi 33,64 %, menyebabkan perubahan komposisi fraksi, yaitu bertambahnya fraksi tertahan saringan no. 200 ( lihat gambar 6 ).
y = -0.4383x + 37.741
Gambar 6: Grafik Hubungan antara % Kapur Dengan fraksi Lolos Saringan no. 200
3.4. Pengaruh Penambahan Kapur Terhadap Pemadatan.
Karakteristik pemadatan adalah kepadatan ( densitas ) kering atau volume kering maksimum ( MDD ) dan kadar air optimum ( OMC ). Hasil uji pemadatan menunjukkan bahwa penambahan persentase kapur memperlihatkan kecenderungan peningkatan berat volume kering maksimum, ( gambar 7 ). Dari gambar dapat dilihat nilai kadar air maksimum, berat isi kering untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel 3. Hal ini disebabkan karena mengecilnya rongga – rongga antara partikel campuran tanah akibat penambahan kapur. Kenaikan berat volume kering maksimum, salah satu penyebabnya adalah semakin merapat jarak antara partikel tanah, sehingga tanah lebih padat dan terjadi penurunan kadar air optimum.
Tabel 3. Hasil Uji Pemadatan
1.28
Gambar 7. Grafik Hubungan Antara Kadar Air Dengan Berat Isi Kering
3.5. Pengaruh Penambahan Kapur Terhadap Kuat Geser Langsung
Pengujian kuat geser langsung dilakukan untuk mengetahui nilai kohesi dan sudut geser yang terjadi pada tanah. Pengujian di laboratorium sangat dipengaruhi oleh metode pembuatan contoh tanah selain jenis dan kepadatan contoh tanah.
Hasil pengujian kuat geser langsung terhadap panambahan kapur dapat dilihat pada tabel4.
Tabel 4 Hasil pengujian kuat geser
No Kadar Kapur
0,2
Gambar 8 : Grafik Hubungan Antara Tegangan Normal Dengan Tegangan Geser.
3.6. Hubungan Persentase Kapur Dengan Nilai Kohesi Dan Sudut Geser
Besarnya kuat geser tanah dipengaruhi oleh kualitas dari bahan, lekatan antar butiran dan kepadatannya. Kualitas bahan berhubungan erat dengan kekasaran dan kekuatan. Bahan keras artinya tidak mudah hancur dan menjadi butir – butir yang lebih kecil atau berubah bentuk, karena pengaruh perubahan kadar air.
Ikatan antara butir merupakan kemampuan saling mengunci antar butiran, dan adanya rekatan yang merekatakan permukaan butiran tersebut. Semakin kuat ikatan antar butir akan menghasilkan nilai kuat geser semakin tinggi dan begitu pula sebaliknya. Dapat dilihat bahwa hasil pengujian menunjukkan nilai kuat geser efektif terjadi pada penambahan 6 % kapur sebesar 0.59, walaupun penambahan kapur lebih tinggi akan menghasilkan nilai kuat geser tidak jauh berbeda. Maka penambahan kapur yang paling efektif adalah antara 0 % sampai 6 %.
0
Gambar 9. Grafik Hubungan Kadar Kapur dengan Nilai Kohesi
15
Gambar 10. Grafik Hubungan Kadar Kapur dengan Sudut Gesek
4. KESIMPULAN
Dari hasil penelitian dan pembahasan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :
1. Hasil uji Atterberg dengan variasi kapur 0 %, 2 %, 4 %, 6 %, 8 %, 10 % terjadi penurunan nilai indeks plastisitas sebesar 39.15 % dari penambahan kapur 0 % ke 10 %.
2. Hasil uji pemadatan diperoleh peningkatan berat isi kering ( MDD ) sebesar 0.114 gr / cc dari penambahan kapur 0 % ke 10 %, dan penurunan terhadap kadar air optimum ( OMC ) sebesar 2.5 % dari penambahan kapur 0 % ke 10 %.
DAFTAR PUSTAKA
Arfan Muhammad ( 2002 ), ” Pengaruh Kapur Pada Tanah Eksfansif Mengandung Batu bara Terhadap Kuat Geser ”, Teknik Sipil, UGM.
Bowles Joseph. E ( 1991 ), ” Mekanika Tanah ” edisi 2, Erlangga, Jakarta.
Das. B. M ( 1991 ), ” Mekanika Tanah ( Prinsip – prinsip Rekayasa Geoteknis ) ”, jilid 1 dan 2, Erlangga, Jakarta.
Fitrianto Adi ( 2002 ), ” Perbaikan Sifat Teknis Tanah Negeri Lama Rantau Parapat Dengan Stabilisasi Semen Tiga Roda ”, Teknik Sipil, ITM.
Ingless. O. G dan Metcalf ( 1972 ), ” Soil Stabilization ”, Sydney, Butterworth.
Sinaga Masdinar ( 2003 ), “ Meningkatkan Daya Dukung Tanah Lempung Besitang Dengan Cara Stabilisasi Semen Padang “, Teknik Sipil, ITM.
